Akademia Górniczo-Hutnicza

im. Stanisława Staszica w Krakowie

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Kierunek Górnictwo i Geologia

Specjalność Eksploatacja Złóż Surowców Mineralnych

WYTRZYMAŁOŚCIOWE WŁAŚCIWOŚCI SKAŁ

Imię i nazwisko:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest określenie parametrów wytrzymałościowych skał takich jak: wytrzymałość na rozciąganie [Rr], wytrzymałość na ściskanie [Rc] i wskaźnik urabialności skał [f], a także wyznaczenie takich właściwości jak: gęstość [ρ] i ciężar objętościowy [γ] oraz próba zaklasyfikowania zbadanych skał pod względem ich urabialności.

2. Wzory wykorzystane w obliczeniach

1. Wytrzymałość na rozciąganie

gdzie:

P- siła niszcząca [N]

A - pole powierzchni przekroju próbki [m]

d - średnica próbki [m]

h- wysokość próbki [m]

2. Wytrzymałość na ściskanie

gdzie:

P- siła niszcząca [N]

A - pole powierzchni przekroju próbki [m]

d - średnica próbki [m]

3. Wskaźnik urabialność skał

4. Gęstość

5. Ciężar objętościowy

3.Tabela wyników

		Wymiary próbki
Nr próbki	Głębokość h [m]	Średnica d [mm]	Wysokość [mm]	Obciążenie Niszczące Pkr [kN]	Masa m[g]	Rc [MPa]	Rr [MPa]	f	γ [kN/m^3]	ρ [kg/m^3]
	1,00-1,10	72,65	72,65	458	792,4	110,54		11,05	25,82	2632,50
	1,10-1,20	72,79	73,98	83	809,7		9,82		25,81	2631,46
	1,30-1,40	72,7	72,45	54,5	798,9		6,59		26,07	2657,76
	1,60-1,70	72,7	75,21	282	714,5	67,97		6,80	22,46	2289,75
	1,70-1,80	72,86	71,64	283	777,3	67,91		6,79	25,54	2603,66
	2,40-2,55	72,31	75,13	527	799,5	128,39		12,84	25,43	2592,62
	3,30-3,40	72,48	74,32	296	816,3	71,78		7,18	26,13	2663,41
	3,40-3,50	72,34	74,18	34,5	809,1		4,10		26,05	2655,15
	3,50-3,65	72,56	72,12	463	787,9	112,03		11,20	25,93	2643,33
	3,65-3,75	72,74	72,81	361	807,5	86,91		8,69	26,19	2670,15
	4,25-4,30	75,65	76,65	424	933,7	94,38		9,44	26,60	2711,49
	4,30-4,40	75,69	76,05	49	981,9		5,42		28,16	2870,92
	4,85-5	76,31	77,03	648	911	141,76		14,18	25,38	2587,18
	5,25-5,35	76,16	75,38	668	890	146,71		14,67	25,44	2593,05
	5,35-5,45	76,24	76,12	96	899,2		10,54		25,40	2588,94
	5,80-5,90	76,2	76,24	295	895,9	64,72		6,47	25,29	2578,08
	5,90-6,00	75,77	76,2	89,5	889		9,87		25,40	2588,70
	6,35-6,45	75,91	75,37	432,5	910,7	95,61		9,56	26,20	2671,22
	6,45-6,60	76,12	76,41	358	924,2	78,71		7,87	26,09	2659,18
	6,90-7,00	72,88	71,17	270	784,3	64,76		6,48	25,93	2643,01

	łupek ilasty
	łupek piaszczysty
	piaskowiec drobnoziarnisty

• Średnia wytrzymałość na ściskanie dla warstwy łupka ilastego 1,00 - 2,55

Rc=93,70 [MPa]

• Średnia wytrzymałość na rozciąganie dla warstwy łupka ilastego 1,00 - 2,55

Rr=8,20 [MPa]

• Średnia wytrzymałość na ściskanie dla warstwy łupka piaszczystego

Rc=101,37 [MPa]

• Średnia wytrzymałość na rozciąganie dla warstwy łupka piaszczystego

Rr=4,76 [MPa]

• Średnia wytrzymałość na ściskanie dla warstwy piaskowca drobnoziarnistego

Rc=105,71 [MPa]

• Średnia wytrzymałość na rozciąganie dla warstwy piaskowca drobnoziarnistego

Rr=10,20 [MPa]

• Średnia wytrzymałość na ściskanie dla warstwy łupka ilastego 6,35 - 7,00

Rc=79,69 [MPa]

• Średnia wytrzymałość na rozciąganie dla warstwy łupka ilastego 6,35 - 7,00

Brak

• Wartość średnia wskaźnika urabialności dla łupka ilastego 1,00 -2,55

f=9,37

• Wartość średnia wskaźnika urabialności dla łupka piaszczystego

f=10,14

• Wartość średnia wskaźnika urabialności dla piaskowca drobnoziarnistego

f=10,57

• Wartość średnia wskaźnika urabialności dla łupka ilastego 6,35 - 7,00

f=7,97

4.Wnioski

Z otrzymanych obliczeń zauważamy, że wytrzymałość łupka piaszczystego na ściskanie jest ponad dwudziestokrotnie wyższa od wytrzymałości na rozciąganie( co potwierdza przybliżoną ocenę według Baushingera Rr=1/26 Rc ). Ponadto stwierdzić można, że poszczególne warstwy skalne posiadaj zbliżone do siebie wartości Rc w granicach około 100 [MPa], co świadczyć może o tym, że są to skały skłonne do tąpań , jedyną warstwa nieznacznie odbiegającą jest warstwa łupka ilastego 6,35 - 7,00 która posiada wytrzymałość na ściskanie niższą o około 20% od pozostałych . Klasyfikacja urabialności wg Protodiakonowa pozwala nam zaklasyfikować skały do III kategorii czyli skał zwięzłych .

---